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Schutzschaltung für Silizium-Gleichrichter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Stromversorgungsteile mit Silizium-
Gleichrichtern.
Silizium-Gleichrichter haben ein sehr kleines Volumen und einen sehr kleinen Innenwiderstand. Des- halb ist es erwünscht, diesen neuen Gleichrichtertyp an Stelle der vielfach üblichen Selengleichrichter zu i verwenden. Ein Nachteil der Siliziumgleichrichter besteht aber darin, dass dieser überaus empfindlich ge- gen Überspannung und Ströme ist. Schon eine kurzzeitige Überbelastung führt zur Zerstörung der Gleich- richterstrecke.
In den Gleichrichterschaltungen von Stromversorgungsteilen, z. B. der Nachrichtentechnik, folgt dem
Gleichrichter unmittelbar ein Ladekondensator. In dieser Schaltung lässt sich mit dem geringsten Aufwand eine sehr kleine Welligkeit der gleichgerichteten Spannung erzielen. Wird jedoch an Stelle der üblichen
Gleichrichter mit verhältnismässig hohem Innenwidercrand ein Silizium-Gleichrichter verwendet, so kann dieser durch den Ladestoss des nachfolgender. Kondensators zerstört werden. Es ist deshalb bekannt, zwi- schen Gleichrichter und Ladekondensator einen Widerstand zu schalten, der den Strom auf den zulässigen
Wert begrenzt. Der Vorteil des geringen Innenwiderstandes eines Silizium-Gleichrichters lässt sich dann nicht mehr ausnutzen und der Wirkungsgrad des Gleichrichters ist nicht besser als bei andern Gleichrich- tertypen.
Es ist auch bekannt, für die Siebung eine Drosseleingangsschaltung zu verwenden. Darin lässt sich ein Überstrom während des Einschaltens vermeiden. Im Augenblick des Ausschaltens entsteht aber in der Drossel eine hohe Induktionsspannung, die den Silizium-Gleichrichter zerstören kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für Stromversorgungsteile zu schaffen, in der die Vorteile des Silizium-Gleichrichters voll ausgenützt werden können.
Die Erfindung hat das Kennzeichen, dass in Reihe zum Ladekondensator am Eingang der Siebkette ein
Widerstand geschaltet ist, der durch einen Kontakt eines Relais, welches parallel zum Siebkondensator am Ausgang der Kette liegt, kurzgeschlossen wird, sobald an den Ausgangsklemmen die für den Anzug des
Relais erforderliche Spannung erreicht ist.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Schutzschaltung wird an Hand der Abbildung nachfolgend näher erläutert.
Die dem Transformator 1 entnommene Wechselspannung gelangt an den Gleichrichter 2, der mit
Siliziumstrecken ausgerüstet ist. Die gleichgerichtete wellige Spannung wird einer Siebschaltung zuge- führt, welche z. B. aus dem Ladekondensator 3, der Siebdrossel 5 und dem Siebkondensator 4 besteht. In
Reihe mit dem Ladekondensator 3 ist erfindungsgemäss ein Widerstand geschaltet, der ein zu hohes An- steigen des Ladestromes verhindert. Sobald die Spannung am Siebkondensator 4 so weit angestiegen ist, dass das Relais 7 anziehen kann, dann wird der Kontakt 8 dieses Relais geschlossen. Nachdem der Wider- stand 6 durch den Kontakt 8 überbrückt ist, arbeitet der Stromversorgungsteil in bekannter Weise wie bei
Verwendung anderer Gleichrichterarten.
Es besteht aber der Vorteil, dass der Wirkungsgrad der Anordnung infolge des sehr geringen Innenwi- derstandes der Siliziumstrecken wesentlich besser ist.
Wird die Wechselspannung am Eingang der Anordnung abgeschaltet, dann bleibt der Kontakt 8 so lange geschlossen, bis die Spannung am Kondensator 4 so weit gesunken ist, dass das Relais 7 abfallen kann. Der in der Siebkette noch fliessende Entladungsstrom ist dann so gering, dass der für den Silizium-
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Gleichrichter gefährliche Induktionsstoss der Siebdrossel 5 ausbleibt, wenn der Kontakt 8 geöffnet ist.
Bei geeigneterBemessung derAnzugs- undAbfallspannung desRelais ? lässt sich auch verhindern, dass der Gleichrichter beschädigt wird, wenn die Wechselspannung wieder eingeschaltet wird bevor die Kondensatoren 3 und 4 vollkommen entladen sind. Die Grösse des Widerstandes 6 ist durch Messung und Rechnung leicht zu ermitteln. Dabei ist anzusetzen, dass der Strom durch den Gleichrichter bei kurzgeschlossenem Kondensator 3 den zulässigen Wert nicht tibersteigt.
Befinden sich in einem Stromversorgungsteil mehrere Gleichrichterschaltungen, die zu einem oder mehreren Transformatoren gehören, so genügt ein Relais mit mehreren Kontakten, welche parallel zu den Vorwiderständen der einzelnen Ladekondensatoren liegen. Die Belastbarkeit der Kontakte braucht nicht hoch zu sein, weil die Ströme für das Nachladen der Kondensatoren gering sind.
Verglichen mit dem Gewinn an Volumen, Betriebssicherheit infolge der geringen Erwärmung und an Wirkungsgrad, ist der zusätzliche Aufwand filr das Relais 7, welches ein einfaches Klappankerrelais mit einem oder mehreren Arbeitskontakten sein kann, verschwindend gering.
Die in der Abbildung gezeigte Schaltung ist nur ein Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung gemäss der Erfindung. Es ist z. B. gleichgültig, welche Art der Gleichrichtung angewendet wird. Auch kann der Widerstand 6 und der Kontakt 8 an dem der Siebdrossel abgewandten Anschluss des Kondensators 3 angeschlossen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schutzschaltung für Silizium-Gleichrichter in Stromversorgungsteilen mit nachfolgender Siebkette, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zum Ladekondensator am Eingang der Siebkette ein Widerstand geschaltet ist, der durch einen Kontakt eines Relais, welches parallel zum Siebkondensator am Ausgang der Kette liegt, kurzgeschlossen wird, sobald an den Ausgangsklemmen die für den Anzug des Relais erforderliche Spannung erreicht ist.